现浇连续梁支架计算书.doc

'目录1工程概况32计算依据33方案介绍44材料规格55模型建立65.1模型简化65.2荷载计算66模板检算106.1模板竹胶板检算106.2肋木验算116.3顶托方木检算127钢材检算147.1荷载组合147.2脚手架钢管检算157.3I16分配梁检算177.4贝雷梁检算177.5横垫梁检算207.6钢管立柱检算217.6.115m跨地铁钢支撑检算错误！未定义书签。7.7连接系及斜撑检算248柱底扩大基础检算249钢筋砼桩基检算26101#、4#墩桩基偏压检算2911结论32 XX大道XX线现浇连续梁支架计算书1工程概况XX大道XX线XX桥位于XX镇与XX镇交界处，全桥孔跨布置为1×25+(33+56+33)+1×25预应力砼简支箱梁和预应力砼现浇箱梁，起点桩号K10+311，终点桩号K10+491，桥梁全长180米，桥宽80米，横向布置为分离式四幅，每幅宽20m，桥梁与道路正交，设计纵坡1.5%，桥面横坡为双向1.5%。主桥为33+56+33连续梁，横跨XX河，主墩基础为Φ1800桩承台基础，桥墩为拱形3柱式墩，设计桩长18m，墩高10.78m～13.00m。上部结构为变截面预应力混凝连续箱梁，每幅箱梁为单箱四室结构，箱梁顶宽20m，底宽14.985m，腹板厚度70cm、45cm，中间5m范围内过渡，主墩处梁高6m，跨中及边墩处梁高1.7m，成3次抛物线过渡，底板厚度由70cm按三次抛物线变化至跨中24cm，单幅现浇C50砼2900m³。地质情况：主桥跨XX河，河床砂卵石覆盖层较薄30~50cm，砂卵石以下约2.5m厚强风化砂岩，承载力300kPa；强风化砂岩以下为中风化砂岩，承载力700kPa。2计算依据(1)《公路桥涵施工技术规范》（JTGTF50-2011）；(2)《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-04）；(3)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；(4)《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）；(5)《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；(6)《木结构设计规范》（GB50005-2003）(7)《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）；(8)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）(9)《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）(10)《装配式公路钢桥制造》（JT/T728-2008） (1)《装配式公路钢桥多用途使用手册》1方案介绍XX湖XX渠桥布置为25+（33+56+33）+25m，主桥为33+56+33m变截面连续梁，引桥为25m简支现浇箱梁，引桥25m简支跨及主桥边跨落地支架现浇，支架采用Φ48×3.5mmWDJ碗扣型多功能脚手架钢管搭设，25m简支跨梁及主桥边跨部分梁段支架立杆间距60×60cm，步距120cm；边跨主墩10m范围内支架顺桥向间距60cm，横桥向腹板处间距加密至30cm，其余底板及翼板处间距按60cm布置，横杆间距120cm，钢管间距60×60cm，横杆间距120cm，底托下垫5×20cm木板，顶托上采用12×14cm方木，底模采用1.5cm厚竹胶板，采用10×10cm方木作为横肋，中心间距20cm；支架4.2m设纵、横向设置剪刀撑。在台帽2m范围，由于受肋板的影响，无法进行支架搭设，所以采用Φ609×16mm钢管桩基础，每幅设置钢管桩3根，间距为9.15m，桩中心距台帽边缘为2m。钢管桩上铺设双拼I45b工字钢做横垫梁，采用I16工字钢做分配梁，长度为3m，跨度为2m，两边各伸出50cm，分配梁间距60cm，分配梁上采用10cm×10cm枋木做肋木，间距为20cm。底模采用1.5cm厚竹胶板。中间连续梁33m+56m+33m联采用钢管加贝雷梁分幅搭设施工平台，分幅施工。贝雷梁上铺设I16做横向分配梁，分配梁上搭设脚手架，再在支架上铺设方木竹胶板做底模系统。边跨贝雷梁跨度按12+9+9m布置，中跨贝雷梁跨度按9+9+15+9+9m布置，共14排支墩，6#、7#临时支墩采用Φ609×16mm钢管搭设，其余临时支墩采用Φ609×14mm钢管搭设钢管顶焊接法兰，再放2I45b工字钢做横垫梁，横垫梁在钢管立柱支撑处焊接加劲肋。钢管立柱横桥向间距3.6m，0#、3#、4#、9#、10#、13#钢管桩设置于承台上，6#、7#临时支墩基础采用钢筋砼桩基础，直径为1.3m，其余基础采用条形扩大钢筋砼基础，条形基础底层尺寸为2.5m×18m×0.7m，基础底受力面积45㎡，基础顶层尺寸为1.2m×18m×1.0m，条形基础底进入强风化基岩层深度不小于0.5m，条形基础顶钢管立柱位置处预埋锚板，锚板与钢管焊接，并在柱底焊接加劲钢板。单幅桥横垫梁上布置21组单层双排321加强型贝雷梁，翼板下一组承受翼板砼湿重及施工荷载，底板下每组按90cm等间距布置（单片贝雷梁间距45cm）。贝雷梁上I16工字顺桥向间距与脚手架立杆顺桥向间距一致为60cm ，布置图如下所示。1材料规格钢管及型钢：Q235，=215Mpa；=125Mpa；《钢结构设计规范》（GB50017-2003）表3.4.1-5，表3.4.3；贝雷梁：Mn16，=273Mpa；=180Mpa；强度等同于Q345。竹胶板：15mm厚，=11.5Mpa，《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）附录A：表A.5.2。方木：普通木材（松木、杉木）TC11A：顺纹抗拉，抗弯=11Mpa，横纹抗剪1.8Mpa；《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）附录A：表A.3.1-1、表A.3.1-3。 焊缝：E43手工电弧焊角焊缝：==160Mpa；工地现场强度焊折减系数0.85，则==135MPa。1模型建立1.1模型简化竹胶板及方木检查采用材料力学公式计算，脚手架及Q235型钢采用Midascivil软件建立空间模型计算结构内力、应力，根据规范相应公式进行检算。竹胶板检算按净跨径单跨简支梁检算，方木按三跨连续梁检算。钢管贝雷梁根据空间布置值建立模型，根据河水流流量及地质情况，钢管柱1#～5#、8#～12#临时墩取11m，6#、7#取6.5m、0#取5.8m，13#取5.28m，为方便压力荷载加载，脚手架建模型顶等高，脚手架钢管支架按跨中最大高度取4.78m；为方便加载，在脚手架钢管顶添加虚拟面模拟底模系统，虚拟面厚6mm，采用的虚拟材料与Q235等刚度0自重，与脚手架钢管顶连接采用铰接，并释放平动及转动约束，使虚拟面与脚手架钢管仅传竖向荷载。边界条件：钢管脚手架顶托、底托采用铰接模拟，即建立模型中释放杆件单元端部转动约束，同时顶部释放平动约束，确保虚拟压力面仅仅传递竖向力，脚手架剪刀撑考虑仅增加结构整体性，不考虑受力，模型中未建立剪刀撑杆件；钢管立柱柱底与扩大基础预埋钢板焊接，且添加加劲肋，柱底边界条件模拟为固结。模型效果图如下所示： 1.1荷载计算(1)新浇砼湿重（含钢筋）重25kN/m³：考虑混凝土涨模系数1.04，；根据箱梁横向断面布置，对箱梁砼湿重等效简化，支架平台底边跨9m范围内腹板简化为等厚度70cm，中间9+15+9=33m范围内腹板为等厚度45cm，根据荷载取值按压力荷载加载，对模板根据根据最不利取值检算，对钢管+贝雷梁+脚手架组合平台按压力荷载加载。各截面砼湿重简化分析见下图： 虚拟面上添加等效砼重的压力荷载示意图(1)钢管支架、贝雷梁、型钢自重：程序根据单元自动计算，建模中考虑到软件按等截面钢管计算自重，未计入碗扣支架碗扣及接头的重量，未计入贝雷梁支撑架、插销等自重，未计入型钢焊缝、缀板及加劲肋自重，建模过程中支架自重系数取1.02.(2)方木、模板等自重：；(3)施工人员及机具荷载：(4)泵送砼冲击竖向荷载：；(5)振捣混凝土时产生的竖向荷载: 对承重支架系统：恒载定义为砼湿重及支架结构自重；施工可变荷载：采用均布压力荷载的模式加载。(1)风荷载：据碗扣脚手架安全技术规范4.2.6，作用于脚手架及模板支撑架上的水平风荷载标准值，Wk=0.7μz·μs·Wo；据4.2.7考虑脚手架满挂密目安全网的脚手架挡风系数φ宜取0.8，则Wk=0.8μz·μs·Wo施工支架为临时结构，设计基准风压取成都市10年一遇的基本风压，根据桥涵设计通用规范附录A成都市10年一遇风速18.5m/s,风压0.2kN/㎡，迎风面含支架，及现浇梁高度。支架迎风面高度取1.7（梁高）+8m（脚手架高）=9.7，风荷载建模时在脚手架迎风面侧添加虚拟面，在脚手架高度范围内添加风压力荷载，则支架等效风力集度：，加载图示见下图 (1)作用于钢管桩的流水压力式中：圆形桥墩K取0.8，支架按洪水季节计算，水流速度V=2.5m/s。钢管桩水中长度按5m计算，钢管桩阻水面积A=5×0.63=3.15㎡，流水压力合力着力点根据桥涵设计通用规范去设计水位0.3倍水深处，计算中0.3×5=1.5m，取作用点为桩顶向下2+1.5=3.5m处，作用于钢管桩联系梁处，每根桩流水压力大小7.88kN，考虑最不利荷载组合，方向与风压力荷载同向。加载如下图所示：1模板检算2#墩、3#墩主梁梁底为圆曲线过渡段，为确保箱梁施工的外观质量，该段底模板采用定型钢模，或工厂加工曲线工字钢做分配梁施工。故在同方木等间距布置情况下，钢结构强度、刚度远大于木结构，不做检算，在施工过程中墩顶沿顺桥向应设置Φ22mm对拉杆，拉杆间距不大于1m。故竹胶板施工梁段最大腹板高4.1m，在墩旁9m跨支架腹板处间距为30cm，底板板加顶板处间距60cm，砼厚度1.3m。腹板处间距60×60cm间距布置最大梁高为2#、5#临时支墩截面梁高2.47m大于1#临时墩处梁高4.55/2。故竹胶板及方木检算仅检算临时墩中间三跨腹板立杆成60×60cm情况。1.1模板竹胶板检算竹胶板厚1.5cm,竹胶板下垫10×10cm肋木，肋木间距20cm，则竹胶板净 跨距为10cm。取最不利荷载位置腹板处，取1毫米宽，按一跨简支进行验算。钢筋混凝土自重荷载：q1=26kN/m3×6m=156kN/m2，（计算高度取箱梁最大梁高6m）钢筋砼容重26kN/m³。方木竹胶板荷载：q2=2kN/㎡施工人员及机具荷载：q2=1kN/㎡泵送砼冲击荷载：q3=3.5kN/㎡振捣砼产生荷载：q4=2kN/㎡（底板），合计施工荷载：q=1+3.5+2=6.5kN/㎡荷载：q=（1.2×156+1.4×6.5）kN/㎡×0.001=0.196kN/m截面抵抗矩：截面惯性矩：跨中弯矩：kN·m跨中最大应力：4.53MPa<11.5MPa(满足要求)挠度：满足要求1.1肋木验算竹胶板下采用10cm×10cm肋木，肋木间距20cm，肋木下垫12×14方木，间距60cm，取最不利荷载腹板下肋木，按60cm等跨连续梁进行验算，选取1#临时墩处受力最不利方木检算，砼高度取4.5m，作用的荷载为：强度检算：腹板下荷载：q’=(26×4.5×1.2+6.5×1.4)×0.20=30KN/m刚度检算：腹板下荷载：q’=26×4.5×0.20=23.4kN/m 截面抵抗矩：截面惯性矩：腹板下最大弯矩：<11Mpa(满足要求)腹板下最大剪力：腹板下最大挠度：（满足要求）1.1顶托方木检算取2#临时墩处12×14cm脚手架顶托承重方木计算，腹板砼高度取2.5m，腹板厚度45cm，等效压力荷载45.9kN/㎡，详见本计算书5.2中2#临时墩腹板厚45cm处截面荷载布置图。顶托承重方木间距为60cm，跨度60cm，方木为12cm×14cm，立杆间距60×60处砼最大荷载集度45.9kN/㎡。强度检算：腹板下荷载：q’=(45.9+8.5×1.4)×0.60=34.68kN/m钢度检算：腹板下荷载：q’=45.9×0.6=27.5kN/m截面抵抗矩：截面惯性矩： <11Mpa(满足要求)方木剪力：kN底板下最大挠度：（刚度满足要求）1.1箱梁侧模对拉杆检算1、浇筑过程中混凝土侧压力的计算（取两式中较小值）F=0.22γctoβ1β2V1/2（公式1）F=γcH（公式2）式中：F—新浇筑混凝土对模板的侧压力，kN/m2；γc—混凝土的重力密度，26kN/m3；to—新浇混凝土的初凝时间（h）可按实测确定（箱梁砼初凝时间8h）。当缺乏试验资料时，可采用to=200/(T+15)=4.76计算（T为混凝土的温度=28）；V—混凝土的浇筑速度m/h（按2台泵车浇筑速度120m3/h进行控制，浇筑底板宽度15m，则混凝土浇筑侧面面积S=120÷15=8㎡，在图纸上按面积反推高度为1.8m,则混凝土浇筑最大速度为V=1.8m/h；H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度，8小时能浇筑的混凝土总量为120×8=960m³，则在一个T构中能浇筑的总高度为H=5.6m；β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0，掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；（本段掺外加剂，取1.2）β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时，取1.15。（本段取1.15）F=0.22γctoβ1β2V1/2 =0.22×26×8×1.2×1.15×1.81/2=84.7kN/m2F=γcH=26×5.6=145.6kN/m2取两者较小值84.7kN/m2计算。2、对拉螺杆受力验算根据实验得出各拉杆尺寸容许拉力表螺杆直径（mm）螺纹内径（mm）净面积（mm2）质量（kg/m）容许拉力（N)129.85750.89129001411.551051.21178001613.551441.58245001814.931742296002016.932252.46382002218.932822.9847900初步拟定箱梁拉杆采用20拉杆，对拉螺栓取横向600mm，竖向600mm，按最大侧压力计算，每根螺栓承受的拉力为：N=84.7kN/m2×0.6m×0.6m=30.49kN按拉杆直径为20，查表格得容许应力为38.2KN≥30.49，故拉杆直径及间距均能满足要求。由于侧模板的竹胶板以及背部的方木布置与底模板布局一致，同理可得侧模板的强度及刚度均能满足要求。1钢材检算1.1荷载组合荷载组合见下表：荷载组合自重砼湿重施工活载风荷载流水压力1计算强度1.21.21.41.41.42计算刚度1.01.0———程序荷载组合系数见下图： 1.1脚手架钢管检算脚手架立杆高度为Φ48×3.5mm钢管，节段长1.2m，据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》附录B，脚手架钢管截面特性见下表附录B：有关设计参数表B1钢材的强度和弹性模量（N/mm2）P235A钢材抗拉、抗压和抗弯强度设计值205弹性模量2.05×105表B2钢管截面特性外径F（mm）壁厚t（mm）截面积A（cm2）截面惯性矩I（cm4）截面模量W（cm3）回转半径I（cm）483.54.8912.195.081.58满足据《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）5.1.4：所有杆件长细比不得大于230据附录E：Q235A钢管轴心受压构件的稳定系数程序计算结果见下图： 最大轴向压应力60.16MPa，根据上图，轴向应力最大为腹板下立杆，水平杆受较小的拉力，最大轴压力为60.16×1000×4.89÷10000=29.42kN<30kN，立杆受压强度满足要求。考虑横向风力及贝雷支架变形的造成杆件弯曲则杆件轴力+弯曲应力组合见下图：最大弯曲+组合应力为102.04MPa，考虑细长杆强稳定系数则MPa<205MPa，脚手架钢管受压强度、稳定满足要求。 1.1I16分配梁检算I16布置在贝雷梁上，分配梁上搭设脚手架钢管支架，承受脚手架底托传来的荷载，主要为弯曲应力，分配梁弯曲应力+轴向应力组合应力计算结果见下图I16轴力+弯矩组合应力图最大值46.78MPa根据程序计算结果，在所有荷载组合下，最大轴向应力61.478MPa<215MPa，I16分配梁抗拉强度满足要求。I16分配梁剪切应力图I16分配梁最大剪应力为45.16<125MPa，抗剪强度满足要求。1.2贝雷梁检算贝雷梁布置在临时支墩顶2I45b横垫梁上，单幅横桥向布置21组单层双排普通型贝雷梁，每2榀贝雷梁间用450 支撑架连接成一组双排贝雷梁。贝雷梁荷载组合作用下应力值见下图：轴力加弯曲组合轴向应力最大值为230.64MPa<273MPa，强度满足要求。且根据上图计算结果，应力较大处集中出现在临时墩支撑位置处，贝雷梁立杆受较大的支撑力，因结构在支座存在较大剪力原因造成。其他应力分布较小如下图所示，未激活临时墩顶贝雷梁单元组合应力图，最大应力仅为186MPa，而施工中在贝雷梁端部添加有支撑架，对临时墩顶贝雷桁片局部支撑有所加强，受力有所改善，故贝雷梁强度满足要求。 贝雷梁杆件剪切应最大值为51.07MPa<180Mpa，抗剪强度满足要求。贝雷梁支撑平台刚度检算：贝雷梁在刚度检算荷载组合（砼湿重+支架体系自重）作用下15m跨跨中存在最大位移9.67mm2%,故需从新设定值从新计算，计算过程不重复，结果见下表： 最终算得=0.71时将相对应的A,B,C,D值带入5.3.9-1得,满足要求将相对应的A,B,C,D值带入5.3.9-2得满足要求所以此处桩基承载力及抗弯矩力满足要求1结论(1)经各项检算，该满堂支架结构强度、刚度、稳定基本能满足该桥主跨56m箱梁现浇砼施工。(2)计算钢管柱高度均取11m，根据检算及市场材料供应情况综合考虑，6#、7#临时墩采用609×16mm钢管桩。其余临时墩采用609×14mm钢管桩。(3)通过脚手架钢管立柱强度、稳定能满足施工要求，但由于贝雷梁受荷载作用变形，相当于对钢管脚手架的基础不均沉降，导致脚手架支架存在部分弯曲应力，故支架搭设过程中应添加好纵横剪刀撑，立柱底托宜支垫木板，以协调贝雷梁变形，减少支架弯曲作用。(4)贝雷梁在临时墩顶存在较大应力，施工贝雷梁应添加固定好支撑架。(5)柱顶横垫梁在柱顶支撑处局部应力过大，应加强焊接加劲肋，15m跨横垫梁工字钢采用3排I45b工字钢，并焊接成整体。(6)翼板下斜向支撑采用2C22b 槽钢焊接成钢箱，与横垫梁及钢管立柱焊接，焊接部位横垫梁处应设加劲肋，斜撑与钢管连接及横向连接系与钢管连接建以采用抱箍螺栓连接，以减少安装拆除的焊接切割工程量，减少钢管立柱损伤，确保钢管立柱后期周转使用。'